DE19983951B4 - Overload control method for a packet-switched network - Google Patents
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Abstract
Verfahren mit
Steuern von Überlast in einem paketvermittelten Netzwerk, welches Verkehrsquellen (A), Verkehrsziele (B) und Netzwerkknoten (AN, N1) aufweist, bei dem das Übertragungssteuerungsprotokoll (TCP) als ein Transportschichtprotokoll verwendet wird; und
Weiterleiten von Datenpaketen und entsprechenden Bestätigungen zwischen einer Verkehrsquelle und einem Verkehrsziel,
dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern aufweist:
Hinzufügen, an einem Netzwerkknoten, einer Überlastbenachrichtigungsinformation zu einem Datenpaket, welches einem aufgrund eines Zwischenspeicherüberlaufs verlorenen Datenpaket folgt, um dadurch einen überlastungsbezogenen Datenverlust anzuzeigen, und dass
ein Vorgang einer erneuten Übertragung an einer Verkehrsquelle durchgeführt wird, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Duplikat-Bestätigungen mit Überlastbenachrichtigungsinformationen empfangen wurden.Procedure with
Controlling congestion in a packet-switched network comprising traffic sources (A), traffic destinations (B) and network nodes (AN, N1) using the transmission control protocol (TCP) as a transport layer protocol; and
Forwarding data packets and corresponding acknowledgments between a traffic source and a traffic destination,
characterized in that the controlling comprises:
Adding, at a network node, congestion notification information to a data packet following a data packet lost due to a cache overflow, thereby indicating congestion related data loss, and
performing a re-transmission at a traffic source after receiving a predetermined number of duplicate acknowledgments with congestion notification information.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Überlast in einem paketvermittelten Netzwerk, insbesondere einem Drahtlos- oder Mobilnetzwerk, bei dem das Transmission Control Protocol (TCP) bzw. das Übertragungssteuerungsprotokoll als ein Transportschichtprotokoll verwendet wird, sowie ein derartiges paketvermitteltes Telekommunikationsnetzwerk.The The present invention relates to a method for controlling an overload in a packet-switched network, in particular a wireless or mobile network using the Transmission Control Protocol (TCP) or the transmission control protocol is used as a transport layer protocol, as well as such packet-switched telecommunications network.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Überlastungssteuerung oder Überlastabwehr ist einer der Schlüsselmechanismen, um die zunehmende Vielfalt von Diensten und Arten von Verkehr im Internet unterzubringen. Wie allgemein bekannt ist, ist TCP das populärste Transportschichtprotokoll zum Datentransfer. Es stellt verbindungsorientierten zuverlässigen Transfer von Daten zwischen zwei Verbindungshosts bereit, wobei ein Host einen an ein Netzwerk angeschlossenen Computer oder irgendein System bezeichnet, welches an ein Netzwerk angeschlossen werden kann, um einem an das gleiche Netzwerk angeschlossenen anderen Host Dienste anzubieten. TCP verwendet mehrere Techniken zum Maximieren der Leistungsfähigkeit der Verbindung durch Überwachung unterschiedlicher, die Verbindung betreffender Variablen. Beispielsweise enthält TCP einen internen Algorithmus zur Vermeidung von Überlastung.congestion control or overload defense is one of the key mechanisms to the increasing diversity of services and types of traffic in the Internet to accommodate. As is well known, TCP is the most popular Transport layer protocol for data transfer. It represents connection-oriented reliable Transfer data between two connection hosts ready, where a host a computer connected to a network or any System, which are connected to a network can connect to a different host connected to the same network services offer. TCP uses several techniques to maximize performance the connection through monitoring different, related variables. For example, TCP contains one internal algorithm to avoid overload.
Überlastabwehr betrifft das allgemeine Problem der Verkehrsverwaltung für paketvermittelte Netzwerke. Überlastung bezeichnet eine Situation, in der die Anzahl von Übertragungsanforderungen zu einer speziellen Zeit die Übertragungskapazität an einem (als „Flaschenhals-Ressource" bezeichneten) gewissen Netzwerkpunkt überschreitet. Überlastung führt herkömmlicher Weise zu Überlastzuständen. Als ein Ergebnis können beispielsweise die Zwischenspeicher überlaufen, so dass Pakete entweder durch das Netzwerk oder durch den Teilnehmer erneut übertragen werden. Im allgemeinen entsteht Überlastung, wenn der eingehende Verkehr bei einem bestimmten Verbindungsweg größer ist als die Kapazität des abgehenden Verbindungsweg. Die primäre Funktion der Überlaststeuerung bzw. Überlastabwehr besteht darin, einen guten Durchsatz und Verzögerungsleistungsfähigkeit sicherzustellen, während eine gerechte Zuordnung von Netzwerkressourcen zu den Benutzern gewahrt wird. Für den TCP Verkehr, dessen Verkehrsmuster oft stark bursthaftig sind bzw. eine schwankende Anzahl von Paketen pro Zeiteinheit aufweisen können, stellt die Verbindungssteuerung ein herausforderndes Problem dar. Es ist bekannt, dass Paketverluste zu einer merklichen Verschlechterung beim TCP Durchsatz führen. Daher sollte für den bestmöglichen Durchsatz eine minimale Anzahl von Paketverlusten auftreten.Overload protection addresses the general problem of traffic management for packet-switched networks. overload indicates a situation where the number of transmission requests at a special time the transmission capacity at one (called "bottleneck resource") certain Network point exceeds. Overload leads more conventional Way to overload conditions. When a result can for example, the latches overflow so that packets either through the network or retransmitted by the subscriber. In general creates overload, if the incoming traffic is on a particular connection path is larger as the capacity the outgoing connection path. The primary function of the overload control or overload protection This is good throughput and delay performance ensure while a fair allocation of network resources to the users is respected. For TCP traffic, whose traffic patterns are often very bursty or a varying number of packets per unit of time can, Link control is a challenging problem. It is known that packet losses cause a noticeable deterioration at TCP throughput. Therefore, should for the best possible Throughput a minimum number of packet losses occur.
Bislang wurden mehrere Schemata, einschließlich schnellen TCPs bzw. Fast-TCP vorgestellt, um die Funktion des Verhinderns einer Überlastung in der TCP-Flusssteuerung zu verbessern. Obwohl der Zweck dieser Mechanismen darin besteht, Paketverluste bzw. Verwerfen von Paketen im Fall von Warteschlangenüberläufen zu vermeiden, kann eine Netzwerküberlastung nicht vollständig vermieden werden, selbst mit äußerst perfekten Überlastungsverhinderungsmechanismen. Somit ist es weiterhin notwendig, diese Mechanismen mit existierenden TCP-Flusssteuerungsmechanismen zur Überlaststeuerung bzw. Überlastabwehr zu kombinieren, das heißt, Quellenfensterverringerung bzw. Source-Window-Reduction soll manchmal aufgerufen werden durch verlorene Pakete aufgrund eines Zwischenspeicherüberlaufs, um dadurch die zeitliche Überlastung abzuschwächen.So far have been several schemas, including fast TCPs and fast TCP respectively presented to the function of preventing overload in the TCP flow control. Although the purpose of this Mechanisms consists of packet loss or discard of packets in the case of queue overflows can avoid a network congestion not completely be avoided, even with extremely perfect overload prevention mechanisms. Thus, it is still necessary to use these mechanisms with existing ones TCP flow control mechanisms for overload control or overload protection to combine, that is, Source Window Reduction or Source Window Reduction should sometimes being called by lost packets due to a cache overflow, thereby the temporal overload mitigate.
Anfänglich war beabsichtigt, dass das Internet Dienstenach-bestem-Bemühen bzw. sogenannte Best-Effort-Dienste unterstützt, und das TCP-Überlast-Steuerungsverfahren, welches tatsächlich implementiert war, wurde auf der Annahme entwickelt, dass das Netzwerk als „black-box" behandelt werden würde. Das heißt, dass die Endknoten keine Steuerung durchführen, indem sie sich direkt von dem Zustand von Routern und Übertragungsleitungen vergewissern, sondern vielmehr den Verkehr regulieren, indem sie indirekt aus Paketverlusten und Antwortzeitschwankungen Rückschlüsse auf die Netzwerklast ziehen. Bei verdrahteten Netzwerken darf dies keine schwerwiegenden Probleme hervorrufen, da Paketverluste im wesentlichen aufgrund von Überlastung auftreten. Beim Vorhandensein hoher Fehlerraten und intermittierender Verbindungscharakteristik wie bei drahtlosen Verbindungswegen, bedingt dieses Verlassen auf Paketverluste als Indikator für Überlastung jedoch eine beträchtliche Verschlechterung der TCP Leistungsfähigkeit, da das TCP auf Paketverluste so reagiert, wie es in der drahtgebundenen bzw. verdrahteten Umgebung reagieren würde. Das heißt, es lässt seine Fenstergröße zum erneuten Übertragen abfallen bzw. verringert diese vor dem erneuten Übertragen von Paketen, initiiert Überlastungssteuerungs-(bzw. Überlastungsabwehr-) oder -Verhinderungsmechanismen und setzt seinen Zeitgeber zur erneuten Übertragung zurück. Dies führt zu einer unnötigen Verringerung der Verbindungsbandbreitennutzung von Drahtlos- und Mobilnetzwerken, was einen geringen Durchsatz und sehr hohe interaktive Verzögerungen bedingt.Was initially intends that the Internet Service Provider's best effort supports so-called best-effort services, and the TCP overload control method, which actually was implemented, was designed on the assumption that the network would be treated as a "black box" is called, that the end nodes do not perform any control by themselves directly from the state of routers and transmission lines make sure but rather regulate the traffic by indirectly from packet losses and response time fluctuations conclusions on pull the network load. For wired networks, this must not cause serious problems because packet losses are essentially due to overload occur. In the presence of high error rates and intermittent Connection characteristics as with wireless connection paths, conditional this reliance on packet losses as an indicator of congestion but a considerable one Deterioration of TCP performance, since the TCP on packet loss reacts as it does in the wired or wired environment would react. The is called, it leaves its window size for retransmission decrease or decrease before retransmitting packets, initiating congestion control (or congestion avoidance) or prevention mechanisms and sets its timer for retransmission back. this leads to to an unnecessary Reducing the connection bandwidth usage of wireless and Mobile networks, resulting in low throughput and very high interactive delays conditionally.
Kürzlich wurden mehrere Schemata vorgeschlagen, um die Effekte von Verlusten ohne Überlastungsbezug auf die TCP-Leistungsfähigkeit über Netzwerke abzuschwächen, die drahtlose oder ähnliche Verbindungen mit hohen Verlusten haben.Recently, several schemes have been proposed to overcome the effects of lossless congestion on TCP performance Mitigate networks that have high loss wireless or similar connections.
In dem Artikel „Implementation and Performance Evaluation of Indirect TCP" von Ajay V. Bakre et al., IEEE Transactions an Computers, Band 46, Nr. 3, März 1997, ist das indirekte TCP Protokoll als eines der ersten Protokolle beschrieben, um zwischen unterschiedlichen Verlusten zu unterscheiden, indem eine TCP Verbindung zwischen einem festen und einem mobilen Host in zwei getrennte Verbindungen an der Basisstation aufgeteilt wird, so dass ein optimierteres drahtloses verbindungsspezifisches Protokoll, welches im Hinblick auf bessere Leistungsfähigkeit abgestimmt ist, über eine Einstufen-Drahtlos-Verbindung bzw. One-Hop-Drahtlosverbindung verwendet werden kann. Jedoch gibt es bei diesem Ansatz einige Nachteile, wie beispielsweise der Verlust der Semantik, Anwendungsrückverbindung bzw. "Application Re-Linking" und Software-Verwaltungsdaten bzw. Software-Overhead.In the article "Implementation and Performance Evaluation of Indirect TCP "by Ajay V. Bakre et al., IEEE Transactions on Computers, Volume 46, No. 3, March In 1997, the indirect TCP protocol is considered one of the first protocols described to distinguish between different losses, by making a TCP connection between a fixed and a mobile Host split into two separate connections at the base station so that is a more optimized wireless connection-specific Protocol, which is tuned for better performance is over a one-step wireless connection or one-hop wireless connection can be used. However there are There are some disadvantages with this approach, such as loss the semantics, application feedback or "Application Re-linking "and software administration data or software overhead.
Weiterhin wurde ein ELN-Protokoll (Explicit Loss Notification bzw. ausdrückliche Verlustbenachrichtigung) vorgeschlagen, bei dem eine Option zur ausdrücklichen Benachrichtigung über einen Verlust bei TCP Bestätigungen hinzugefügt ist, wenn ein Paket auf einem drahtlosen Verbindungsweg verloren wird. In diesem Fall müssen zukünftige kumulative Bestätigungen, die jedem verlorenen Paket entsprechen, immer markiert werden, um zu identifizieren, dass ein Verlust aufgetreten ist, der keinen Überlastbezug hat. Weiterhin könnte es schwierig sein, Pakete zu identifizieren, die aufgrund von Fehlern auf verlustbehafteten Verbindungswegen verloren wurden, und eine Verbindung eines verfälschten Pakets zu bestimmen, da der Header bzw. Kopfabschnitt selbst verfälscht sein könnte.Farther was an ELN protocol (Explicit Loss Notification or explicit Loss notification), where an option to express Notification about a loss on TCP acknowledgments added is when a packet is lost on a wireless connection path. In this case, need future cumulative confirmations, which correspond to every lost parcel, always be marked to to identify that a loss has occurred that is not overloaded Has. Furthermore could it may be difficult to identify packages due to errors lost on lossy links, and one Connection of a corrupted Packet because the header or header itself will be corrupted could.
Zusätzlich ist ein weiteres Forschungsgebiet beschrieben in „A proposal to add Explicit Congestion Notification (ECN) to IP" von K. K. Ramakrishnan et al., Internet Draft-kksjf-ecn-02.txt, September 1998, bei dem Überlastungssteuerung von Paketverlusten entkoppelt ist. Aufgrund dessen werden Paketverluste keine Überlastungssteuerung aufrufen bzw. aktivieren, so dass Übertragungsfehler nicht zu einem verringerten Durchsatz führen. Insbesondere wird eine ausdrückliche Benachrichtigung bezüglich einer Überlastung bzw. Explicit Congestion Notification (ECN) zu einer TCP-Bestätigungsoption hinzugefügt, indem in dem Netzwerk einsetzende Überlastung erfasst wird. Auf den Empfang dieser ECN Nachricht hin, verringert der Sender sein Überlast-Fenster ("Congestion Window") jedes Mal, wenn ein Verlust auftritt.In addition is another research area described in "A proposal to add Explicit Congestion Notification (ECN) to IP "by K.K. Ramakrishnan et al., Internet Draft kksjf-ecn-02.txt, September 1998, at the overload control is decoupled from packet losses. Because of this, packet losses no overload control call or activate, so that transmission errors are not too lead to a reduced throughput. In particular, an express Notification regarding an overload or Explicit Congestion Notification (ECN) for a TCP confirmation option added by overloading in the network is detected. Upon receipt of this ECN message, decreased the sender will be overload window ("Congestion Window") every time a loss occurs.
Jedoch haben viele derzeitige Netzwerke mit Routern, deren Hauptfunktion darin besteht, Pakete zu routen, keine Vorkehrungen für die Erfassung einer einsetzenden Überlastung, bevor ein Warteschlangenüberlauf auftritt. Selbst wenn solche Vorkehrungen vorgesehen wären, könnte ungeachtet dessen die Paketmarkierungsrate nicht Schritt halten mit deren Durchlaufrate während Perioden, in denen die mittlere Warteschlangengröße einen oberen Schwellenwert überschreitet. Daher verlieren bzw. verwerfen Router Pakete eher als dass sie die ECN in dem Paket-Header setzen.however have many current networks with routers whose main function is to route packets, no provision for capture an incipient overload, before a queue overflow occurs. Even if such arrangements were made, regardless of this the packet mark rate does not keep pace with their pass rate while Periods in which the average queue size exceeds an upper threshold. As a result, routers lose packets rather than rejecting them Set ECN in the packet header.
Trotz all dieser Schwierigkeiten ist es wahrscheinlich, dass ECN allmählich eingesetzt wird. Es ist somit eine wesentliche Anforderung für zukünftige TCP Netzwerke, dass sie für die Umstellung ausgelegt sind.In spite of Of all these difficulties, it is likely that ECN will be used gradually becomes. It is thus an essential requirement for future TCP Networks that they are for the conversion are designed.
Weiterer Stand der Technik in dem einschlägigen Gebiet ist aus den folgenden Druckschriften bekannt, die jedoch alte nicht die genannte Anforderung für eine Umstellung von TCP-Netzwerken für den Einsatz von ECN erfüllen können.Another Prior art in the relevant This field is known from the following references, however Old not mentioned request for a migration of TCP networks for the Use of ECN can.
In dem Artikel „A Comparison of Mechanisms for Improving TCP Performance over Wireless Links" von H. Balakrishnan et al., IEEE/ACM Transactions an Networking, Vol. 5, No. 6, Dezember 1997, Seiten 756 bis 769, geht es allgemein um eine Verluststeuerung in einem TCP Netzwerk. Er lehrt insbesondere die Hinzufügung von Verlustbenachrichtigungen, die auf einen Verlust hinweisen, der nicht mit einer Überlast in Bezug steht. Weiterhin lehrt er die Hinzufügung von ELN-Informationen zu TCP-Bestätigungen. Auch lehrt dieser Artikel, dass ein Paket auf der Drahtlosstrecke zwischen zwei Knoten verloren gegangen ist. Daher ist nicht ein Zwischenspeicherüberlauf die Ursache für einen Paketdatenverlust, wie es vorstehend problematisiert ist.In the article "A Comparison of Mechanisms for Improving TCP Performance over Wireless Links "by H. Balakrishnan et al., IEEE / ACM Transactions on Networking, Vol. 6th of December 1997, pages 756 to 769, it is generally about a loss control in a TCP network. He especially teaches the addition of Loss notifications that indicate a loss that not with an overload related. He also teaches the addition of ELN information to TCP acknowledgments. Also This article teaches that a packet is on the wireless link between two nodes has been lost. Therefore, there is not a cache overflow the cause of packet data loss as discussed above.
In dem Artikel „Improving TCP/IP Performance over Wireless Networks" von H. Balakrishnan et al., MOBICOM 95, Berkeley, USA, 1995, Seiten 2 bis 11, wird im Wesentlichen eine Zwischenspeicherung von Paketen an einer Basisstation und die Durchführung von lokalen Neuübertragungen gelehrt.In the article "Improving TCP / IP Performance over Wireless Networks "by H. Balakrishnan et al., MOBICOM 95, Berkeley, USA, 1995, pages 2 to 11, becomes essentially one Caching packets at a base station and performing local retransmissions taught.
In dem Artikel „A Binary Feedback Scheme for Congestion Avoidance in Computer Networks with a Connectionless Network Layer" von K. K. Ramakrishnen und R. Jain, Proc. SIGCOMM, 88, Vol. 18, No. 4, August 1988, wird gelehrt, dass ein Überlasthinweisbit in einem fraglichen Paket in der Vorwärtsrichtung gesetzt wird. Weiterhin wird zwar eine Abhängigkeit von einer mittleren Warteschlangenlänge gelehrt, aber ohne auf den Verlust eines Datenpakets Bezug zu nehmen. Dieser Artikel enthält keinen Hinweis auf eine zweckmäßige Realisierung einer Neuübertragung in diesem Zusammenhang.In the article "A Binary Feedback Scheme for Congestion Avoidance in Computer Networks with a Connectionless Network Layer "by K. K. Ramakrishnen and R. Jain, Proc. SIGCOMM, 88, Vol. 18, no. 4, August 1988, it is taught that an overload hint bit is placed in a forward-looking packet in question. Farther is indeed a dependency taught from a middle queue length but without up to refer to the loss of a data packet. This article contains no Reference to an appropriate realization a retransmission in this context.
In
dem US-Patent Nr.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung der Überlastung in einem paketvermittelten Netzwerk und ein paketvermitteltes Telekommunikationsnetzwerk anzugeben, mittels dem bzw. mit dem eine unnötige Verringerung der Verbindungsweg-Bandbreitenverwendung verhindert werden kann.It is therefore an object of the present invention, a method for controlling the overload in a packet switched network and a packet switched telecommunication network by means of which there is an unnecessary reduction in the link bandwidth usage can be prevented.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1, sowie durch ein paketvermitteltes Telekommunikationsnetzwerk gemäß Patentanspruch 13.These The object is achieved by a method according to claim 1, and by a packet-switched telecommunications network according to claim 13th
Vorteilhafte Weiterbildungen und Modifikationen sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben.advantageous Further developments and modifications are specified in the respective dependent claims.
Demgemäß ist ein abgekürzter ECN Mechanismus bzw. Short-Cut ECN Mechanismus (Drahtlos-ECN bzw. Wireless-ECN) bereitgestellt, der vorzugsweise in Drahtlos- oder Mobilumgebungen verwendet werden kann. Wie ELN ist der Mechanismus angepasst, um der TCP Quelle den Grund für einen Paketverlust mitzuteilen. Insbesondere kann die Quelle informiert werden, dass ein Verlust aufgrund von Gründen aufgetreten ist, die mit Netzwerküberlastung in Bezug stehen, so dass eine Überlastungssteuerung von erneuten Übertragungen entkoppelt werden kann. Somit wird das Überlastungsfenster nur verringert, falls die Überlastungsbenachrichtigungsinformation empfangen wurde, ohne Paketverluste zu berücksichtigen. Durch schnelles Informieren der Quelle über das Auftreten eines Verlustes aufgrund von Gründen, die in Bezug zu einer Netzwerküberlastung stehen, kann Überlastungssteuerung und Verlust-Wiederherstellungsmechanismus ("loss recovery") getrennt werden. Dieser Mechanismus ist einfach zu implementieren und mit der existierenden TCP-Überlastungssteuerung bzw. Überlastabwehr kompatibel.Accordingly, a abbreviated ECN mechanism or short-cut ECN mechanism (wireless ECN or Wireless ECN), preferably in wireless or Mobile environments can be used. Like ELN, the mechanism is adapted to the TCP source the reason for to report a packet loss. In particular, the source can be informed be that a loss has occurred due to reasons associated with Network congestion related, so that overload control from retransmissions can be decoupled. Thus, the congestion window is only reduced if the congestion notification information was received without taking account of packet losses. By fast Inform the source about the occurrence of a loss due to reasons relating to one Network congestion can stand, overload control and loss recovery mechanism. This mechanism is easy to implement and with the existing TCP congestion control or overload protection compatible.
Wenn Drahtlos-ECN bzw. Wireless-ECN in der herkömmlichen ECN Umgebung verwendet wird, wird Wireless-ECN durch die TCP Quelle als eine neue Instanz der Überlastung interpretiert. Die Integration von Wireless-ECN in den bekannten ECN Mechanismus erlaubt es, dass die Überlastungssteuerung durch WECN oder ECN Nachrichten initiiert wird. Da eine WECN Nachricht zumindest nicht später als die Schwellenanzahl von nachfolgenden Paketen hinzugefügt werden sollte, kann sie Überlastungssteuerung noch früher als mit dem schnellen Mechanismus zur erneuten Übertragung aufrufen. Die Integration von WECN in den ECN Mechanismus vermeidet nicht nur unnötige überlastungsinduzierte Paketverluste, sondern verhindert ebenfalls die unnötige verzögerte Initiierung der Überlastungssteuerung, was oft auftritt aufgrund eines Verlustes eines ECN Pakets oder eines ineffizienten Effekts des ECN Mechanismus oder anderer Ausnahmen bei dem ECN Mechanismus.If Wireless ECN or wireless ECN used in the conventional ECN environment Wireless ECN becomes a new instance through the TCP source the overload interpreted. The integration of wireless ECN in the well-known ECN mechanism allows the overload control by WECN or ECN messages is initiated. As a WECN message at least not later as the threshold number of subsequent packets are added should, it can overload control even earlier than call with the fast mechanism for retransmission. The integration from WECN to the ECN mechanism not only avoids unnecessary congestion-induced packet losses, but also prevents unnecessary delayed initiation of overload control, which often occurs due to a loss of an ECN package or an inefficient effect of the ECN mechanism or other exceptions in the ECN mechanism.
Vorzugsweise folgt das folgende Datenpaket direkt dem verlorenen Datenpaket. Dies stellt sicher, dass die Überlastungsbenachrichtigungsinformation unvermeidbar hinzugefügt werden kann, selbst mit bzw. bei Mehrfachpaketverlusten, und es besteht kein Bedürfnis für einen Mechanismus in dem Router, um die mittlere Warteschlangengröße zu überwachen. Da die Überlastungsbenachrichtigungsinformation so schnell wie möglich nachdem der Paketverlust aufgrund von Überlastung aufgetreten ist hinzugefügt wird, ist sichergestellt, dass eine Netzwerküberlastung zeitlich abgeschwächt wird.Preferably the following data packet follows directly the lost data packet. This ensures that the congestion notification information is unavoidable added can be, even with or at multiple packet losses, and it there is no need for one Mechanism in the router to monitor the average queue size. Since the congestion notification information as quickly as possible after the packet loss due to congestion has occurred added ensures that network congestion is mitigated over time.
Weiterhin kann die Überlastungsbenachrichtigung in dem Header bzw. Kopfabschnitt des folgenden Datenpakets hinzugefügt sein. In diesem Fall kann beispielsweise Bit Nr. 5 in dem IPv4 TOS Oktett verwendet werden.Farther can the overload notification be added in the header of the following data packet. In this case, for example, bit # 5 may be used in the IPv4 TOS octet become.
Vorzugsweise sollte es jedem der Netzwerkknoten möglich sein, die Überlastungsbenachrichtigunginformation hinzuzufügen, um dadurch einen überlastungsbezogenen Datenverlust anzuzeigen. Dadurch stellen mehrfache WECN Nachrichten eine Robustheit gegen die Möglichkeit des Verlustes eines WECN Pakets in den bidirektionalen Übertragungswegen bereit.Preferably should any of the network nodes be allowed the congestion notification information add, thereby an overload-related Display data loss. This will make multiple WECN messages a robustness against the possibility the loss of a WECN packet in the bidirectional transmission paths ready.
Das Hinzufügen der Überlastungsbenachrichtigunginformation ist zu jenen folgenden Datenpaketen erlaubt, die zu dem gleichen Überlastungsfenster in den aufeinanderfolgenden zurückliegenden Routern gehören. Zudem ist es jedem Netzwerkknoten erlaubt, die Überlastungsinformation lediglich einmal hinzuzufügen. Somit gehört jede Überlastungsbenachrichtigunginformation, die in einem Übertragungsfenster hinzugefügt wurde, zu einem anderen Netzwerkknoten.The Add the congestion notification information is allowed to those subsequent data packets leading to the same congestion window in the successive past Routers belong. In addition, each network node is allowed the congestion information only once add. Thus belongs any congestion notification information, in a transmission window added was, to another network node.
Auf den Empfang eines Datenpakets mit einer hinzugefügten Überlastungsbenachrichtigunginformation hin setzt das Verkehrsziel vorzugsweise einen ÜberlastungsbenachrichtigungFlag bzw. eine Überlastungsbenachrichtigungkennung in dem Kopfabschnitt bzw. Header eines Bestätigungspakets. Der ÜberlastungsbenachrichtigungsFlag kann das Bit Nr. 8 in dem TCP Header des darauffolgenden Bestätigungspakets sein. Da das TCP die WECN Nachricht verwendet, um Überlastungssteuerung aufzurufen, wird ein Mechanismus zur erneuten Übertragung lediglich im Fall eines Paketverlustes ohne eine WECN Nachricht durchgeführt. Somit wird die TCP-Datenflussrate nicht beeinträchtigt. Dies ist äußerst nützlich in Drahtlos- oder Mobilnetzwerken, da das Netzwerk selbst die Funktion des Unterscheidens unterschiedlicher Ursachen von Paketverlusten hat. Durch Benachrichtigen der Quelle mit einem WECN Bestätigungspaket immer dann, wenn ein überlastungsbezogener Verlust aufgetreten ist, können Paketverluste aufgrund von Übertragungsfehlern das TCP Flusssteuerungsfenster (Überlastungsfenster) nicht verringern, was zu einer beträchtlichen Verbesserung der Leistungsfähigkeit führt. Das Überlastungsfenster ("Congestion Window") kann lediglich durch den ÜberlastungsbenachrichtigungsFlag verringert werden, der aufgrund eines Überlastungsverlustes gesetzt ist.Upon receipt of a data packet with added congestion notification information, the traffic destination preferably sets a congestion notification flag in the header of an acknowledgment packet. The congestion notification flag may be bit # 8 in the TCP header of the subsequent acknowledgment packet. Because TCP uses the WECN message to raise congestion control In the case of packet loss, a retransmission mechanism is performed without a WECN message. Thus, the TCP data flow rate is not affected. This is extremely useful in wireless or mobile networks because the network itself has the function of distinguishing different causes of packet loss. By notifying the source with a WECN acknowledgment packet whenever a congestion-related loss has occurred, packet losses due to transmission errors can not decrease the TCP flow control window (congestion window), resulting in a significant improvement in performance. The congestion window can only be reduced by the congestion notification flag set due to a congestion loss.
Vorzugsweise wird eine Überlastungsverarbeitung bei der Verkehrsquelle nur wiederholt, nachdem die ausstehenden Datenpakete, die vor dem ersten Empfang eines ÜberlastungsbenachrichtigungsFlags übertragen wurden, alle bestätigt wurden. Dadurch wird die Verringerung des Überlastungsfensters nicht wiederholt, falls das Paket verloren ging, bevor die Quelle ihr Fenster im Ansprechen auf den ÜberlastungsbenachrichtigungsFlag verringert hat.Preferably becomes an overload processing at the traffic source only repeated after the outstanding Data packets that transmit before the first receipt of a congestion notification flag were all confirmed were. As a result, the reduction of the congestion window is not repeated, if the packet was lost before the source responds to its window the congestion notification flag has decreased.
Der WECN Mechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht das vollständige Entkoppeln der Überlastungssteuerungsfunktion von Paketverlusten. Verglichen mit ECN kann die WECN Benachrichtigung unvermeidbar hinzugefügt werden, da die verlorenen Pakete dem Zwischenspeicher Zeit geben, einen gewissen Raum zum Halten und Übertragen neuer Daten zu räumen. Falls eine WECN verloren wird, beispielsweise in einem Zustand eines Verbindungswegs mit hohem Verlust, wo alle WECN Mitteilungen in einem Steuerungszyklus verloren werden, oder in einem Fall, bei dem nur eine WECN in einem Übertragungsfenster hinzugefügt wird und diese WECN aufgrund einer Störung verloren wird, wird dieser Verlust zu einem Versagen der Überlastungssteuerung für diesen Fluss und einer erhöhten Überlastung des Netzwerks führen, da die angenommene Ursache des Datenverlustes keine Überlastung war. Ungeachtet dessen werden andere WECNs für darauffolgend verlorene Pakete in dem nächsten Überlastungsfenster hinzugefügt. Somit ist der Mechanismus sehr sicher und robust, verglichen mit dem ECN Mechanismus, wo der Verlust einer ECN keine andere Hinzufügung eines ECN Pakets bedingen wird.Of the WECN mechanism according to the present Invention allows the whole Decoupling the overload control function of packet losses. Compared with ECN, the WECN notification can inevitably added because the lost packets give time to the cache, to clear some space for holding and transferring new data. If a WECN is lost, for example, in a state of a communication path high loss, where all WECN messages in a control cycle lost, or in a case where only one WECN in a transmission window added and this WECN is lost due to a malfunction, this becomes Loss to a failure of the overload control For this River and increased overload lead the network, because the assumed cause of the data loss is no overload was. Regardless, other WECNs for subsequently lost packages in the next congestion window added. Thus, the mechanism is very safe and robust compared to the ECN mechanism where the loss of one ECN no other addition of one ECN packages.
Gemäß der vorliegenden Erfindung brauchen keine Paketverluste berücksichtigt zu werden, um Überlastungsfensterverringerung aufzurufen. Da Mechanismen zur Überwachung der mittleren Warteschlangengröße in den Routern nicht erforderlich sind, kann der WECN Mechanismus auf eine einfache Weise implementiert werden und eröffnet den Weg zu einem weiteren Einsatz des ECN Mechanismus. Es ist zu beachten, dass der WECN Mechanismus kompatibel ist zu allen TCP Überlastungssteuerungsmechanismen, solange sie durch Paketverluste aufgerufen werden, und es ist leicht, diese in Drahtlos- und Mobilnetzwerke einzubringen. Mit dem inkrementellen bzw. schrittweisen Einsatz des ECN Mechanismus kann es die Integration von WECN in ECN erlauben, die Überlastungssteuerung durch WECN oder ECN Nachrichten und WECN Paketfunktionen nur zu initiieren, wenn innerhalb des entsprechenden Datenfensters ein Paketverlust aufgrund einer Überlastung früher ankommt als eine ECN. Mit dem Hinzufügen von WECN zu dem Mechanismus Fast-TCP könnte die Fensterreduktion bzw. Fensterverringerung durch WECN aufgerufen werden, wenn ein Zwischenspeicherüberlauf auftritt, da das TCP-Verhalten an den Endsystemen nicht verändert wird. Somit ist dies ein wirksamer Weg zur Verbesserung der TCP Leistungsfähigkeit in Drahtlos- und Mobilnetzwerken.According to the present In the invention, no packet losses need to be taken into account to overcome congestion window degradation call. Because mechanisms for monitoring the mean queue size in the Routers are not required, the WECN mechanism can work on a be implemented in a simple way and opens the way to another Use of the ECN mechanism. It should be noted that the WECN mechanism is compatible with all TCP congestion control mechanisms, as long as they are called by packet losses, and it's easy to bring these into wireless and mobile networks. With the incremental or gradual deployment of the ECN mechanism, it can be integration from WECN in ECN allow the overload control by WECN or ECN messages and WECN package functions only too initiate, if within the corresponding data window Packet loss due to overload earlier arrives as an ECN. With the addition of WECN to the Fast-TCP mechanism could the window reduction or window reduction is called by WECN when a cache overflow occurs because of the TCP behavior at the end systems is not changed. Thus, this is an effective way to improve TCP performance in wireless and mobile networks.
Da es erforderlich ist, WECN nicht später als nach einer Schwellenanzahl von Duplikatbestätigungen hinzuzufügen, kann zusätzlich eine verbesserte TCP Leistungsfähigkeit in verdrahteten Netzwerkumgebungen erwartet werden, da die Initiierung der Überlastungssteuerung durch die WECN Nachricht beschleunigt wird. Falls diese Nachricht zum Triggern der Übertragung oder erneuten Übertragung von Datenpaketen verwendet wird, kann es zudem die Geschwindigkeit des Eintritts in die TCP Wiederherstellungsphase bzw. TCP-Recovery-Phase aufgrund von Überlastung beschleunigen, so dass überlastungsbedingte verlorene Pakete schnell erneut übertragen werden.There it is necessary to WECN no later than after a threshold number of duplicate confirmations add, can additionally an improved TCP performance expected in wired network environments, since the initiation the overload control is accelerated by the WECN message. If this message to trigger the transmission or retransmission of It can also increase the speed of the Entry into the TCP recovery phase or TCP recovery phase due to overload speed up, so that overloading quickly transfer lost packets again become.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung ausführlicher auf der Grundlage eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:following The present invention will be explained in more detail on the basis of a preferred embodiment with reference to the attached drawing described. Show it:
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Nachfolgend
wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben auf der Grundlage eines TCP-Über-ATM-Netzwerks,
wie in
ATM (Asynchronous Transfer Mode) ist eine verbindungsorientierte Paketvermittlungstechnik, die von der internationalen Telekommunikationsstandardisierungsorganisation ITU-T als die Ziellösung des breitbandigen digitalen Netzwerks für integrierte Dienste bzw. Integrated Services Digital Network (B-ISDN) gewählt wurde. Die Probleme herkömmlicher Paketnetzwerke bzw. paketvermittelter Netzwerke wurden bei dem ATM Netzwerk durch Verwenden kurzer Pakete einer Standardlänge (53 Byte), die als Zellen bekannt sind, beseitigt. ATM Netzwerke werden schnell als Backbones für die zahlreichen Teile von TCP/IP Netzwerken wie beispielsweise dem Internet eingesetzt. Dies gilt auch für Drahtlos- oder Mobilnetzwerke.ATM (Asynchronous Transfer Mode) is a connection-oriented packet switching technique, that of the international telecommunications standardization organization ITU-T as the target solution the broadband digital network for integrated services or Integrated Services Digital Network (B-ISDN) was selected. The problems of conventional Packet networks were switched to the ATM Network by using short packets of a standard length (53 Bytes), known as cells, are eliminated. ATM networks fast as backbones for the numerous parts of TCP / IP networks such as the Internet used. This also applies to wireless or mobile networks.
Gemäß
Nachdem ein anfänglicher Quittungsaustausch bzw. Handshake abgeschlossen ist, beginnen die Benutzerendgeräte A und B mit dem Senden von Daten mittels TCP Segmenten. Der Ausdruck „Segment" betrifft die von TCP zu IP (Internet Protokoll) geleitete Informationseinheit. IP Kopfabschnitte bzw. IP Header werden an diese TCP Segmente angefügt, um IP Datagramme zu bilden, das heißt, TCP Segmente werden innerhalb von IP Datagrammen als die von IP verwendeten Informationseinheiten zu dem Empfänger transferiert. Jedes unverfälschte TCP Segment, das die Handshaking Segmente enthält, wird bestätigt. Zum Veranschaulichen der Funktion der Flusssteuerungsschleife sei angenommen, dass das Benutzerendgerät A ein TCP Segment zu dem Benutzerendgerät B sendet. Auf der Netzwerkschicht fügt das Benutzerendgerät A einen IP Header diesem TCP Segment hinzu, um ein IP Datagramm zu bilden. Dieses Datagramm wird in Standard-ATM-Zellen in dem Zugangsknoten AN1 umgewandelt, der am Rand des ATM Netzwerks ANW angeordnet ist. Die Zellen des Datagramms werden dann durch das ATM Netzwerk zu dem Zugangsknoten AN2 des Benutzerendgeräts B geroutet. Dieser Zugangsknoten rekonstruiert das ursprüngliche IP Datagramm aus den ankommenden Zellen und sendet das IP Datagramm zu dem Benutzerendgerät B. Das Benutzerendgerät B entfernt den IP Header, um das TCP Segment freizulegen. Wenn das Segment korrekt empfangen wird, sendet das Benutzerendgerät B ein bestätigendes TCP Segment ACK zu dem Benutzerendgerät A zurück.After this an initial one Handshake is completed, the begin user terminals A and B with sending data using TCP segments. The term "segment" refers to that of TCP to IP (Internet Protocol) directed information unit. IP Headers or IP headers are added to these TCP segments to get IP To form datagrams, that is, TCP segments are within IP datagrams as those of IP used information units transferred to the receiver. Every true TCP segment, which contains the handshaking segments is confirmed. To the Illustrating the function of the flow control loop is assumed that the user terminal A sends a TCP segment to the user terminal B. At the network layer, the user terminal A adds a Add IP header to this TCP segment to form an IP datagram. This Datagram will be in standard ATM cells in the access node AN1, which is at the edge of the ATM network ANW is arranged. The cells of the datagram are then passed through the ATM network is routed to the access node AN2 of the user terminal B. This access node reconstructs the original IP datagram from the incoming cells and sends the IP datagram to the user terminal B. The user terminal B removes the IP header to expose the TCP segment. If that Segment is received correctly, the user terminal B sends confirming TCP Segment ACK back to the user terminal A.
TCP ist eines der wenigen Transportprotokolle, welches ursprünglich einen Überlaststeuerungsmechanismus hat. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beruht auf diesem bekannten TCP Steuerungsmechanismus.TCP is one of the few transport protocols that originally used an overload control mechanism Has. The preferred embodiment The present invention is based on this known TCP control mechanism.
Deshalb wird dieser Mechanismus nachfolgend kurz beschrieben.Therefore this mechanism will be briefly described below.
TCP-Überlaststeuerung beruht auf zwei Variablen: dem angebotenen Fenster des Empfängers (Wrcvr) und dem Überlastfenster (CNWD). Das von dem Empfänger angebotene Fenster wird bei dem Empfänger als ein Maß der Zwischenspeicherungskapazität des Empfängers geführt, und das Überlastfenster wird an dem Sender als ein Maß der Kapazität des Netzwerks geführt. Die TCP Quelle kann nie mehr Segmente senden, als das Minimum des angebotenen Fensters des Empfängers und des Überlastfensters.TCP congestion control is based on two variables: the offered window of the recipient (Wrcvr) and the overload window (CNWD). That of the receiver offered windows is maintained at the receiver as a measure of the buffer capacity of the receiver, and the overload window is at the transmitter as a measure of capacity led the network. The TCP source can never send more segments than the minimum of the offered window of the recipient and the overload window.
Das TCP Überlast-Steuerungsverfahren weist zwei Phasen auf: langsamer Start und Überlastverhinderung. Eine als SSTHRES (Slow Start Threshold bzw. Langsamer-Start-Schwelle) bezeichnete Variable wird an der Quelle geführt, um zwischen den zwei Phasen zu unterscheiden. Die Quelle beginnt in der Phase des langsamen Starts zu senden, indem ein TCP Segment gesendet wird, das heißt, der Wert von CWND wird zu Beginn auf eins gesetzt. Wenn die Quelle eine Bestätigung empfängt, erhöht sie CWND um eins und sendet in Folge dessen zwei weitere Segmente. Auf diese Weise verdoppelt sich der Wert von CWND nach jeder Umlaufzeit während der Phase des langsamen Starts, da jedes Segment durch das Zielendgerät bestätigt wird. Die Phase des langsamen Starts endet und die Überlastverhinderungsphase beginnt, wenn CWND den Wert von SSTHRES erreicht.The TCP overload control method points two phases: slow start and overload prevention. One as SSTHRES (Slow Start Threshold) Variable is kept at source, to distinguish between the two phases. The source begins to send in the phase of slow start by adding a TCP segment is sent, that is, the value of CWND is initially set to one. If the source a confirmation receives, it raises CWND at one, sending two more segments as a result. To this Way, the value of CWND doubles after each round trip time during the Phase of slow start as each segment is acknowledged by the destination terminal. The slow start phase ends and the overload prevention phase begins when CWND reaches the value of SSTHRES.
Falls ein Datenpaket auf einer TCP Verbindung verloren wird, empfängt die Quelle keine Bestätigung und führt eine Verlust-Wiederherstellungsoperation durch.If If a data packet is lost on a TCP connection, it receives the Source no confirmation and leads a loss recovery operation.
Durch Duplizieren der Bestätigungen kann die TCP Quelle dazu gebracht werden, ihre Ausgangsrate zu verringern. Dies beruht auf den Algorithmen der schnellen erneuten Übertragung und schnellen Wiederherstellung, die die Quelle automatisch durchführt, nachdem eine gewisse Anzahl von Duplikatbestätigungen empfangen wurden. Diese Algorithmen sind in unterschiedlichen TCP Versionen weitverbreitet implementiert. Gemäß den Algorithmen führt die Quelle, nachdem sie eine vorbestimmte Schwellenanzahl von Bestätigungen (z. Bsp.: drei Bestätigungen) empfangen hat, eine erneute Übertragung dessen durch, was das fehlende Segment zu sein scheint, ohne auf den Ablauf eines Zeitgebers für die erneute Übertragung zu warten (Algorithmus der schnellen erneuten Übertragung bzw. Fast Retransmission Algorithmus). Danach, führt die Quelle Überlastverhinderung durch, anstatt eines langsamen Starts, um den Datenfluss nicht abrupt zu reduzieren (Algorithmus der schnellen Wiederherstellung bzw. Fast Recovery Algorithmus bzw. Algorithmus der schnellen Störungsbehebung).By Duplicate confirmations The TCP source can be made to reduce its output rate. This is based on the algorithms of fast retransmission and fast restore, which the source performs automatically after a certain number of duplicate confirmations were received. These algorithms are widely used in different TCP versions implemented. According to the algorithms leads the Source, after having a predetermined threshold number of acknowledgments (eg: three confirmations) has received a retransmission of which, by what the missing segment seems to be, without up the expiration of a timer for the retransmission to wait (fast retransmission algorithm) Algorithm). After that, leads the source overload prevention by, rather than a slow start, the data flow is not abrupt to reduce (algorithm of fast recovery or Fast recovery algorithm).
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in dem Zwischenknoten eine Drahtlos-ECN (WECN) Steuerungseinrichtung C bereitgestellt, die angepasst ist, um ein Datenpaket mit einer ausdrücklichen Drahtlos-Überlastbenachrichtigung (WECN bzw. Wireless Explicit Congestion Notification) unmittelbar nachdem ein Paketverlust aufgrund eines Zwischenspeicherüberlaufs aufgetreten ist, zu markieren, wobei der Zwischenspeicherüberlauf mittels einer (nicht dargestellten) Erfassungseinrichtung erfasst werden kann. Die Erfassungseinrichtung kann in der Steuerungseinrichtung C enthalten sein oder kann in dem Zwischenknoten eine separate Einrichtung sein.According to the preferred embodiment According to the present invention, in the intermediate node is a wireless ECN (WECN) control device C, which is adapted a data packet with an explicit wireless overload notification (WECN or Wireless Explicit Congestion Notification) immediately after a packet loss occurred due to a cache overflow is to mark, wherein the buffer overflow by means of a (not shown) detection device can be detected. The detection device may be included in the controller C or may be in the intermediate node be a separate device.
Falls ein erstes verlorenes Paket aufgrund eines Zwischenspeicherüberlaufs in dem Zwischenknoten oder Router innerhalb eines Übertragungsfensters der TCP Quelle erfasst wird, wird eine WECN in dem Header bzw. Kopfabschnitt des unmittelbar folgenden durchlaufenden Pakets hinzugefügt. Die erforderliche Zeit für diesen Vorgang ist verfügbar aufgrund des verlorenen Datenpakets, was in zusätzlicher Zwischenspeicherzeit resultiert. Somit wird die WECK so schnell wie möglich nach einem Paketverlust hinzugefügt, so dass die Netzwerküberlast so bald wie möglich abgeschwächt werden kann.If a first lost packet due to a cache overflow in the intermediate node or router within a transmission window If the TCP source is detected, a WECN will be in the header of the immediately following scrolling packet. The required time for this process is available due to of the lost data packet, resulting in additional cache time results. Thus, the WECK will be as fast as possible after a packet loss added so the network overload as soon as possible attenuated can be.
Weiterhin
zeigt ein Pfeil am Fuß bzw.
unteren Ende von
Jeder Knoten in dem Netzwerk sollte in der Lage sein, die WECN hinzuzufügen, um dadurch eine Überlast anzuzeigen, sobald ein Paketverlust auftritt. Um redundantes Hinzufügen von WECN zu verringern, ist es lediglich erforderlich, dass eine WECN Nachricht in einem Knoten gesetzt bzw. eingestellt wird, was ausreichend ist, um die Überlast mitzuteilen. Die WECN jedoch, bei der es sich um ein einzelnes WECN Bit handeln kann, kann in den folgenden Paketen, die zu dem gleichen Übertragungs- oder Überlastfenster gehören, durch unterschiedliche der aufeinanderfolgenden Router hinzugefügt werden, durch die die Datenpakete hindurchlaufen. Da es eine Umlaufzeit von der ersten hinzugefügten WECN zum Erreichen der Quelle A erfordert und der Zustand und die Zwischenspeicherbelegung in jedem Netzwerkknoten herkömmlicherweise stark variieren, wird im allgemeinen nicht nur eine WECN in einem Übertragungsfenster während einer Umlaufzeit gesetzt, da das erste verlorene Paket in jedem Zwischenknoten nicht zur gleichen Zeit auftreten muss. Somit gehört jede in einem Übertragungsfenster hinzugefügte WECN zu einem unterschiedlichen Übertragungs-Netzwerkknoten, dem es erlaubt ist, die WECN lediglich einmal hinzuzufügen.Each node in the network should be able to add the WECN, thereby indicating congestion as packet loss occurs. To reduce redundant addition of WECN, all that is required is for a WECN message to be set in a node, which is sufficient to communicate the overload. However, the WECN, which may be a single WECN bit, may be added in the subsequent packets belonging to the same transmission or congestion window by different ones of the successive routers through which the data packets pass. Since it requires a round trip time from the first added WECN to reach the source A, and the state and buffer occupancy in each network node conventionally vary widely, generally not only one WECN in a transmission window is set during a round trip time since the first lost packet in each Intermediate node does not have to occur at the same time. Thus, each WECN added in a transmission window belongs to a different transmission network node, which is allowed to add the WECN only once.
Gemäß
Das TCP Ziel B empfängt die Datenpaketsequenz, die die WECN Pakete Nummer 2 und 7 umfasst, und setzt die WECN Flags der entsprechenden Bestätigungspakete, um zu der TCP Quelle A zurück geleitet zu werden.The TCP destination B receives the data packet sequence comprising WECN packets number 2 and 7, and sets the WECN flags of the corresponding acknowledgment packets to the TCP Source A returned to become.
Auf der Vorwärtsstrecke dürfen aufeinanderfolgende Router ein WECN Bit in ankommenden Paketen nicht löschen bzw. überschreiben, um dadurch die WECN Regelbefolgung im Netzwerk beizubehalten. Da das TCP Ziel B einen WECN Flag in dem TCP Header eines Bestätigungspakets im Ansprechen auf jedes IP Paket mit einem hinzugefügten WECN Bit setzt, kann die TCP Quelle A innerhalb eines Überlastfensters eine Vielzahl von WECN Paketen empfangen, die von unterschiedlichen Zwischenknoten stammen. Da die Hauptfunktion der WECN darin besteht, lediglich einmal innerhalb eines Übertragungsfensters in dem Fall einer Netzwerküberlastung eine Überlastungssteuerung zu initiieren, das heißt, das Überlastfenster zu verringern, sorgen diese mehrfachen WECN Nachrichten auch für eine Stabilität gegen die Möglichkeit des Verlierens eines WECN Pakets auf der bidirektionalen Übertragungsstrecke.On the forward link allowed to consecutive routers do not use a WECN bit in incoming packets Clear or overwrite, thereby maintaining the WECN rule compliance in the network. There the TCP destination B a WECN flag in the TCP header of an acknowledgment packet in response to each IP packet with an added WECN Bit sets, the TCP source A within an overload window receive a variety of WECN packets from different Intermediate node originate. Since the main function of the WECN is to only once within a transmission window in the Case of network congestion an overload control to initiate, that is, the overload window To reduce this multiple WECN news also cater for a stability against the possibility Losing a WECN packet on the bidirectional link.
Um den derzeit vorgeschlagenen ECN Mechanismus in dem IETF Entwurf bzw. IETF Draft zu erfüllen, sollten die einer Überlast ausgesetzten Informationen in den regulären Headern eines IP Pakets beibehalten werden, da die Verarbeitung der regulären Header in IP Paketen effizienter ist als die Verarbeitung der Header-Informationen in IP Optionen. Bei dem ECN Mechanismus sind Bit Nr. 6 und Bit Nr. 7 des IPv4 TOS Oktetts als das ECT Bit bzw. das CE Bit bestimmt. Zusätzlich dazu kann Bit Nr. 5 in dem IPv4 TOS Oktett als der WECN-Echo-Flag ausgewählt werden, der verwendet wird, um Überlastpaketverluste durch Zwischen-Router oder andere Netzwerkelemente anzuzeigen. Dadurch kann eine unterschiedliche Fensterverringerung durch die WECN Überlaststeuerung initiiert werden.Around the currently proposed ECN mechanism in the IETF draft or IETF Draft, should be an overload exposed information in the regular headers of an IP packet be preserved because the processing of regular headers in IP packets is more efficient than processing the header information in IP options. With the ECN mechanism, bit # 6 and bit # 7 of the IPv4 TOS octet as the ECT bit or the CE bit. additionally to do this, bit # 5 in the IPv4 TOS octet can be selected as the WECN echo flag, which is used to overload packet losses through intermediate router or other network elements. This can be a different Window reduction initiated by the WECN overload control become.
Wenn das TCP Ziel B ein CE Datenpaket empfängt, setzt es demzufolge den ECN-Echo-Flag in dem TCP Header des darauffolgenden ACK Pakets. Gemäß den unterschiedlichen CE Bit Einstellungen für die ECN und die WECN Pakete sind zwei unterschiedliche Flags des TCP Headers erforderlich. Da Bit Nr. 9 als der ECN-Echo-Flag des TCP Headers bestimmt ist, kann Bit Nr. 8 als der WECN-Echo-Flag verwendet werden. Falls irgendwelche der empfangenen Datenpakete CE Pakete mit gesetztem Bit 5 sind, hat somit das zurückgeführte ACK seinen WECN-Echo-Flag gesetzt. Falls irgendwelche der empfangenen Datenpakete CE Pakete mit gesetztem Bit 7 sind, dann hat das zurückgeführte ACK seinen ECN-Echo-Flag gesetzt. Da lediglich eine WECN in einem Zwischenknoten hinzugefügt werden darf, wird die Anzahl von WECN Paketen die Anzahl von gesamten Netzwerkknoten nicht überschreiten, die durch das Datenpaket zu durchlaufen sind. Dadurch kann die Last des Bereitstellens einer Zwischenphasen-Systemeinrichtung zwischen IP und TCP an der Zielseite gemildert werden.If Therefore, if the TCP destination B receives a CE packet, it sets the ECN echo flag in the TCP header of the subsequent ACK packet. According to the different ones CE bit settings for the ECN and WECN packages are two different flags of the TCP headers required. Since bit # 9 is the ECN echo flag of the TCP header is determined, bit # 8 may be the WECN echo flag be used. If any of the received data packets CE packets are set bit 5, thus has the returned ACK set its WECN echo flag. If any of the received Data packets are CE packets with bit 7 set, then has the returned ACK set its ECN echo flag. Because only one WECN in an intermediate node added The number of WECN packets will be the number of total Do not exceed network node, to go through the data packet. This can be the load providing an interphase system device between IPs and TCP on the landing page.
Da es nicht auf Überlast zurückzuführenden Paketverlusten nicht erlaubt ist, Überlaststeuerung zu initiieren, gemäß dem vorstehend vorgeschlagenen WECN Mechanismus, hinsichtlich der Überlegung des Entkoppelns der Überlaststeuerung und Strategien zur erneuten Übertragung, erfassen somit Endknoten verlorene Datenpakete durch Empfangen einer WECN Nachricht, die durch die Zwischen-Netzwerkknoten gerade zu Zeiten des Zwischenspeicherüberlaufs gesetzt wurden, wobei die Überlastantwort der Endknoten auf ein empfangenes CE Paket zumindest so stark ist wie die Überlastantwort auf ein verlorenes Datenpaket, welches unabhängig ist von der Überlaststeuerung. Es besteht ebenfalls kein Bedürfnis für besondere Implementierungen von TCP in Bezug auf den durch die IETF vorgeschlagenen ECN Mechanismus, bei dem TCP eine weniger konservative Antwort erfordert, verglichen mit dem Fall eines verlorenen Paketes, insbesondere über kleine Zeitmaßstäbe, da ein Zwischenspeicherüberlauf noch nicht aufgetreten ist.Thus, since non-congestion packet loss is not allowed to initiate congestion control, according to the WECN mechanism proposed above, in terms of the consideration of decoupling the congestion control and retransmission strategies, end nodes detect lost data packets by receiving a WECN message through the interim Network nodes have just been set at times of cache overflow, wherein the overload response of the end nodes to a received CE packet is at least as strong as the overload response to a lost data packet which is independent of the overload control. There is also no need for special implementations of TCP in Referring to the ECN mechanism proposed by the IETF, where TCP requires a less conservative response compared to the case of a lost packet, especially over small time scales, since a buffer overflow has not yet occurred.
Das zusätzliche Erfordernis für die TCP Quelle A, um auf mehrfache WECN Bestätigungspakete zu reagieren, besteht darin, dass sie nicht die Reduktion des Überlastfensters wiederholen sollte, da das Paket wahrscheinlich verloren wurde, bevor die TCP Quelle A ihr Überlastfenster im Ansprechen auf ein früheres WECN Bestätigungspaket verringert hat. Somit sollte die TCP Quelle A auf ein WECN Bestätigungspaket höchstens einmal pro Umlaufzeit reagieren. Dies kann erreicht werden, indem die TCP Quelle A auf eine derartige Weise angepasst wird, dass sie auf ein darauffolgendes WECN Bestätigungspaket nur reagiert, nachdem die ausstehenden Datenpakete, die übertragen wurden, bevor die TCP Quelle A in eine Phase der Verlust-Wiederherstellung auf den Empfang des ersten WECN Bestätigungspakets hin eingetreten ist, alle bestätigt wurden. Ähnlich wie bei dem ECN Mechanismus könnte TCP geändert werden, um eine Verhandlungsphase während des Aufbaus bzw. Setups bereitzustellen, um zu bestimmen, ob beide Endknoten WECN-fähig sind.The additional Requirement for the TCP source A to respond to multiple WECN acknowledgment packets is that they do not repeat the reduction of the overload window should, since the package was probably lost before the TCP Source A her overload window in response to an earlier one WECN confirmation package has decreased. Thus, the TCP source A should point to a WECN acknowledgment packet at the most react once per round trip. This can be achieved by the TCP source A is adapted in such a way that it only respond to a subsequent WECN acknowledgment packet after the pending data packets that were transmitted before the TCP source A in a phase of loss recovery on the receipt of the first WECN confirmation package occurred, all confirmed were. Similar to could be at the ECN mechanism Changed TCP be a negotiation phase during setup or setup to determine if both end nodes are WECN enabled.
Der WECN Mechanismus gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung führt zu einer Unabhängigkeit von TCP von dem Paketverlust als einem Indikator der Überlast. Da das TCP die WECN Nachricht verwendet, um Überlaststeuerung aufzurufen, wann immer ein Paketverlust auftritt, wird lediglich ein Mechanismus zur erneuten Übertragung als eine Antwort auf einen Paketverlust ohne eine WECN Nachricht gestartet, so dass die TCP Datenflussrate in einem solchen Fall nicht beeinträchtigt ist. Dies ist sehr nützlich in Drahtlos- oder Mobilnetzwerken, da das Netzwerk selbst die Funktion zur Unterscheidung unterschiedlicher Ursachen von Paketverlusten hat. Somit kann das TCP Überlastfenster lediglich verringert werden durch die WECN Nachricht, die aufgrund von Überlastverlusten gesetzt bzw. eingestellt wird.Of the WECN mechanism according to the preferred embodiment of the present invention to an independence of TCP from the packet loss as an indicator of congestion. There TCP uses the WECN message to invoke overload control, whenever a packet loss occurs, it becomes merely a mechanism for retransmission as an answer to a packet loss without a WECN message so the TCP dataflow rate does not start in such a case impaired is. This is very useful in wireless or Mobile networks, because the network itself has the function of distinguishing has different causes of packet loss. Thus, the TCP overload window can only be reduced by the WECN message, due to from overload losses is set or adjusted.
Zudem kann die TCP Quelle A lediglich einmal während einer Umlaufzeit, und im allgemeinen auf die früheste der empfangenen WECN und ECN ACKs, reagieren. Falls zuerst eine ECN ACK empfangen wird, wird die herkömmliche Überlaststeuerung bei der TCP Quelle A aufgerufen. Wenn einige Paketverluste aufgrund von Überlast vor den ECN Nachrichten innerhalb einer Umlaufzeit ankommen bz. auftreten, werden jedoch die WECN Nachrichten, die unmittelbar auf den durch die Überlast bedingten ersten Paketverlust hin hinzugefügt wurden, rechtzeitig ankommen, um eine allgemeine Überlaststeuerung zu initiieren, beispielsweise mit halber Verkleinerung der Fenstergröße anstatt des Wartens auf die spätere Ankunft der ECN Pakete. Somit führt WECN zu einer Überlaststeuerung, die vollständig frei ist von nicht-überlastbedingten verlorenen Paketen, und hohe Leistungsfähigkeit ist sichergestellt, ohne gezwungen zu sein, auf Inseln unterschiedlicher Ursachen von Paketverlusten in Drahtlos- und Mobilnetzwerken zurückzugreifen.moreover TCP source A can only be used once during a round trip, and generally the earliest of the received WECN and ECN ACKs. If first one ECN ACK is received, the conventional overload control at the TCP Source A is called. If some packet loss due to overload arrive in front of the ECN messages within a turnaround time bz. However, the WECN messages appear immediately the overload conditional first packet loss were added, arrive on time, around a general overload control to initiate, for example, with half reduction of the window size instead of waiting for the later Arrival of the ECN packages. Thus leads WECN to an overload control, the complete is free from non-overload lost parcels, and high performance is ensured without being forced to islands of different causes Resort to packet loss on wireless and mobile networks.
Der WECN Mechanismus gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung führt nicht nur zu einer Entkopplung der Überlaststeuerung von der Verlust-Wiederherstellung, sondern leistet ebenfalls einen Beitrag zu der Verlust-Wiederherstellungsphase. Da es erforderlich ist, dass die WECN unmittelbar nach dem Auftreten des Paketverlustes gesetzt wird, ist es äußerst wahrscheinlich, dass das WECN Bestätigungspaket vor der Schwellenanzahl von Duplikatbestätigungspaketen ankommt. Falls diese WECN Nachricht verwendet wird, um die Übertragung oder erneute Übertragung irgendwelcher Datenpakete zu triggern, kann dies die Geschwindigkeit des Eintretens in die TCP-Wiederherstellungsphase erhöhen, um so verlorene Pakete mit Überlastbezug schnell erneut zu übertragen. Jedoch kann die ECN nicht immer unmittelbar nach einem verlorenen Paket hinzugefügt werden, falls es mehrere aufeinanderfolgende Paketverluste oder ungeordnete Pakete vor der Ankunft der ECN Nachricht gibt. Somit kann nicht beurteilt werden, welches verlorene Paket die Hinzufügung der ECN getriggert hat, oder ob sie verzögerungslos hinzugefügt wurde. Somit ist vorgeschlagen, ECN nur anzuwenden, um schnell in die Verlust-Wiederherstellungsphase einzutreten, bevor die Schwellen-Duplikatbestätigungspakete bzw. die Schwellenanzahl von Duplikatbestätigungspaketen ankommen. Anderenfalls sollte Datenübertragung während der Verlust-Wiederherstellung auf der Grundlage der herkömmlichen Algorithmen der schnellen erneuten Übertragung und schnellen Wiederherstellung durchgeführt werden.Of the WECN mechanism according to the preferred embodiment of the present invention not only to decouple overload control from loss recovery, but also contributes to the loss recovery phase. Since it is necessary that the WECN be immediately after the occurrence of the Packet loss is set, it is extremely likely that the WECN confirmation package arrives before the threshold number of duplicate acknowledgment packets. If This WECN message is used to transfer or retransmit To trigger any data packets, this may be the speed of entering the TCP recovery phase so lost packets with overload reference quickly retransmit. However, the ECN may not always be right after a lost one Package added if there are several consecutive packet losses or disorganized packets before the arrival of the ECN message. Consequently Can not judge which lost package the addition of the ECN has triggered, or whether she is lagging added has been. Thus, ECN is only suggested to apply quickly in the loss recovery phase before entering the threshold duplicate confirmation packets or the threshold number of duplicate acknowledgment packets arrive. Otherwise, should be data transfer while the loss restoration based on the conventional Algorithms of fast retransmission and fast recovery carried out become.
Somit ist ein Übertragungsfenster durch die Zeitperiode (vertikale Richtung) von dem Startpunkt eines Vorwärtspfeils zu dem Endpunkt des entsprechenden Rückwärtspfeils angegeben.Consequently is a transmission window by the time period (vertical direction) from the starting point of a forward arrow indicated to the endpoint of the corresponding backward arrow.
Während der Übertragung der Nachricht X wird das zweite Datenpaket aufgrund eines Überlastverlustes 1 verloren, der dem TCP Ziel B anhand des darauffolgenden dritten Datenpakets mitgeteilt wird. Somit wird ein Bestätigungspaket mit einem gesetzten bzw. eingestellten WECN-Echo-Flag zu der TCP Quelle A zurückgeführt, bevor irgendeine ECN Nachricht angekommen ist. Beruhend auf der empfangenen Bestätigung und duplizierten Bestätigung bzw. Duplikatbestätigung mit dem gesetzten WECN-Echo-Flag führt die TCP Quelle A eine Überlaststeuerung durch Verringern von SSTHRES auf die Hälfte des derzeitigen CWND Wertes durch. Dann wird CWND gleich dem neuen SSTHRES gesetzt.During the transfer the message X becomes the second data packet due to a congestion loss 1 lost to the TCP destination B on the following third Data packets is communicated. Thus, a confirmation packet with a set or set WECN echo flag returned to the TCP source A, before any ECN message has arrived. Based on the received confirmation and duplicated confirmation or duplicate confirmation with the set WECN echo flag, the TCP source A performs an overload control by reducing SSTHRES to half the current CWND value by. Then CWND is set equal to the new SSTHRES.
In dem vorliegenden Fall wird eine ECN verzögert in dem fünften Datenpaket gesetzt, derart, dass ein ECN-Echo-Flag in dem entsprechenden ACK Paket gesetzt wird. An der TCP Quelle A wird die ACK mit ECN-Echo-Flag ignoriert, da die WECN-ACK bereits in dem gleichen Übertragungsfenster (d. h., Vorwärt- und Rückwärtspfeil bezogen auf die Übertragung der Nachricht Y) empfangen wurde. Ungeachtet dessen wird der herkömmliche Algorithmus für schnelle erneute Übertragung bei TCP bzw. der herkömmliche TCP-Fast-Retransmission-Algorithmus für das verlorene Paket 1 gestartet, da die Schwellenanzahl von Duplikat-ACKs, das heißt, 3 ACKs empfangen wurde.In In the present case, one ECN is delayed in the fifth data packet set, such that an ECN echo flag in the corresponding ACK Package is set. At TCP source A, the ACK with ECN echo flag ignored because the WECN ACK is already in the same transmission window (ie, forward and backward arrow related to the transmission the message Y) was received. Regardless, the conventional algorithm becomes for fast retransmission in TCP or the conventional TCP fast retransmission algorithm for the lost packet 1 started because the threshold number of duplicate ACKs, this means, 3 ACKs was received.
Weiterhin tritt ein zusätzlicher Überlastverlust 2 bei dem sechsten Datenpaket auf, derart, dass eine WECN in dem siebten Datenpaket gesetzt wird, um eine ACK mit einem WECN-Echo-Flag zu initiieren. Jedoch wird die WECN Nachricht ebenfalls an der TCP Quelle A ignoriert, da die ACK mit WECN-Echo-Flag ebenfalls innerhalb des selben Übertragungsfensters empfangen wird. Wiederum wird der herkömmliche TCP-Fast-Retransmission-Algorithmus für das verlorene Paket 2 nach dem Empfang von 3 Duplikat-ACKs durchgeführt.Farther occurs an additional overload loss 2 in the sixth data packet, such that a WECN in the seventh data packet is set to an ACK with a WECN echo flag to initiate. However, the WECN message is also sent to the TCP Source A is ignored because the ACK with WECN echo flag is also inside the same transmission window Will be received. Again, the conventional TCP fast retransmission algorithm for the lost packet 2 after receiving 3 duplicate ACKs performed.
Da im Ansprechen auf den Nicht-Überlastverlust 1 keine WECN hinzugefügt wird, wird der herkömmliche Fast-Retransmission-Algorithmus bzw. Algorithmus zur schnellen erneuten Übertragung durchgeführt, das heißt, das verlorene Datenpaket wird erneut übertragen, nachdem drei Duplikatbestätigungen empfangen wurden. Weiterhin wird die herkömmliche Überlaststeuerung, beispielsweise Reduktion von SSTHRES auf 0,625 CWND und Setzen eines neuen CWND gleich dem neuen SSTHRES im Ansprechen auf den Empfang der ECN Bestätigung durchgeführt. Bei dem vorliegenden Beispiel wird eine WECN im Ansprechen auf den Nicht-Überlastverlust 2 gesetzt. Jedoch wird die entsprechende WECN ACK ignoriert, da sie innerhalb des gleichen Übertragungsfensters empfangen wird. Ungeachtet dessen wird aufgrund des herkömmlichen Algorithmus zur erneuten Übertragung das verlorene Paket 2 auf den Empfang von drei Duplikat-Bestätigungen hin erneut übertragen.There in response to the non-overload loss 1 no WECN added becomes the conventional one Fast retransmission algorithm or algorithms performed for fast retransmission, the is called, the lost data packet is retransmitted after three duplicate acknowledgments were received. Furthermore, the conventional overload control, for example Reduction of SSTHRES to 0.625 CWND and setting a new CWND same as the new SSTHRES in response to receiving the ECN confirmation. at In the present example, a WECN will respond in response to the non-overload loss 2 set. However, the corresponding WECN ACK is ignored because within the same transmission window Will be received. Regardless, due to the conventional Algorithm for retransmission the lost packet 2 upon receipt of three duplicate acknowledgments retransmitted.
Aufgrund des Überlastverlustes wird eine WECN in dem nachfolgenden Datenpaket gesetzt, und eine WECN Überlaststeuerung, das heißt, SSTHRES = 1/2 CWND und CWND = SSTHRES, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wird im Ansprechen auf den Empfang der WECN ACK durchgeführt. Weiterhin wird die herkömmliche schnelle erneute Übertragung durchgeführt nach dem Empfang von drei Duplikat-Bestätigungen, um dadurch das verlorene Datenpaket erneut zu senden. Die darauffolgende ECN Nachricht wird ignoriert aufgrund ihres Empfangs innerhalb des gleichen Übertragungsfensters.by virtue of the overload loss a WECN is set in the subsequent data packet, and a WECN overload control, this means, SSTHRES = 1/2 CWND and CWND = SSTHRES, according to the preferred embodiment of the present invention is operated in response to the reception of the WECN ACK performed. Furthermore, the conventional fast retransmission performed after receiving three duplicate confirmations, thereby losing the lost Resend the data packet. The next ECN message will be ignored due to their reception within the same transmission window.
Gemäß
In
Der erste Nicht-Überlastverlust 1 initiiert keinerlei Überlaststeuerungsprozedur und führt zu einer herkömmlichen erneuten Übertragung nach dem Empfang von drei Duplikat-ACKs. Aufgrund des unmittelbar folgenden Nicht-Überlastverlustes wird die in dem sechsten Datenpaket im Ansprechen auf den Überlastverlust 2 gesetzte WECN nicht an dem TCP-Ziel B empfangen. Da das sechste Datenpaket aufgrund des Nicht-Überlastverlustes 3 verloren wird, wird in dem siebten Datenpaket keine WECN gesetzt. Somit wird die WECN ACK im Ansprechen auf den Empfang des achten Datenpakets übertragen, um dadurch die Überlaststeuerungsprozedur gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu initiieren. Aufgrund des verlorenen sechsten und Nicht-WECN siebten Datenpakets wird die WECN ACK von zwei Duplikat-WECN ACKs begleitet. Danach werden die Verluste 2 und 3 gemäß dem herkömmlichen Algorithmus zur erneuten Übertragung erneut übertragen.Of the first non-overload loss 1 does not initiate any overload control procedure and leads to a conventional one retransmission after receiving three duplicate ACKs. Due to the immediately following Not overload loss is the one in the sixth data packet in response to the overload loss 2 received WECN not received at the TCP destination B. Because the sixth Data packet due to non-overload loss 3 is lost, no WECN is set in the seventh data packet. Thus, the WECN ACK will respond in response to receiving the eighth Transfer data packets to thereby the overload control procedure according to the preferred embodiment initiate the present invention. Because of the lost sixth and non-WECN seventh data packets, the WECN ACK is accompanied by two duplicate WECN ACKs. Thereafter, the losses 2 and 3 according to the conventional algorithm for retransmission retransmitted.
Schließlich zeigt
Gemäß der herkömmlichen erneuten Übertragung wird jedes der drei verlorenen Datenpakete 1 bis 3 durch die TCP Quelle A im Ansprechen auf den Empfang der jeweiligen drei Duplikat-ACKs erneut übertragen (erneute Übertragung des verlorenen Pakets 3 ist nicht dargestellt). Bei dem vorliegenden Fall wird die Überlaststeuerungsprozedur gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verzögert, bis das erste WECN ACK empfangen wurde. Jedoch wird die darauffolgende WECN ACK innerhalb des gleichen Übertragungsfensters ignoriert.According to the conventional retransmission each of the three lost data packets 1 through 3 is passed through the TCP Retransmit source A in response to receiving the respective three duplicate ACKs (retransmission the lost packet 3 is not shown). In the present Case becomes the overload control procedure according to the preferred embodiment delayed by the present invention, until the first WECN ACK was received. However, the subsequent WECN ACK within the same transfer window ignored.
Das vorstehend beschriebene ECN-basierte Überlaststeuerungsverfahren kann in jedem beliebigen Paketnetzwerk verwendet werden. Gemäß der obigen Beschreibung kann die Überlaststeuerung durchgeführt werden, ohne die herkömmliche Überlaststeuerungsverarbeitung des TCP wesentlich zu ändern.The above-described ECN-based overload control method can be used in any packet network. According to the above Description the overload control can be done without the conventional overload control processing to change the TCP significantly.
Obwohl die Erfindung hier in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der beigefügten Zeichnung beschrieben wurde, ist es klar, dass die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist, da sie auf mehrere Arten innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche variieren kann. Wie vorstehend angegeben, ist eine Vorbedingung für ein Benutzerendgerät die, dass es empfangene (d. h. unverfälschte) Dateneinheiten korrekt bestätigt. Daher kann die Idee im Prinzip auf jedes andere Protokoll angewandt werden, welches Bestätigungen sendet. Wie bereits ausgeführt können die Benutzerendgeräte drahtlosen Zugang zu dem Netzwerk haben.Even though the invention herein in connection with the preferred embodiment according to the attached drawing has been described, it is clear that the invention is not limited to this Examples limited because they vary in several ways within the scope of the appended claims can. As stated above, a prerequisite for a user terminal is that it received (that is, unadulterated) Data units confirmed correctly. Therefore, the idea can in principle be applied to any other protocol which confirmations sends. As already stated can the user terminals have wireless access to the network.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung bzw. Verringerung der Überlast in einem paketvermittelten Netzwerk, insbesondere einem Mobil- oder Drahtlosnetzwerk, bei dem das Übertragungssteuerungsprotokoll bzw. Transmission Control Protocol (TCP) als das Transportschichtprotokoll verwendet wird. Eine Überlastbenachrichtigungsinformation wird einem Datenpaket hinzugefügt, welches einem aufgrund eines Zwischenspeicherüberlaufs verlorenen Datenpaket folgt. Dies ist ein wirksamer Weg, um die TCP Leistungsfähigkeit in Drahtlos- und Mobilnetzwerken zu verbessern, da Überlaststeuerung vollständig unabhängig von erneuten Übertragungen durchgeführt werden kann. Der vorgeschlagene Mechanismus stellt eine einfache Weise des Einführens von TCP-Überlastverhinderungssteuerungsstrategien in Drahtlos- und Mobilnetzwerken bereit. Zusätzlich sollte die Überlastbenachrichtigungsinformation zumindest nicht später als eine Schwellenanzahl von nachfolgenden Paketen hinzugefügt werden, um dadurch die Geschwindigkeit der Überlaststeuerungsinitiierung und Verlustwiederherstellung aufgrund von Überlast zu beschleunigen bzw. festzulegen.In summary The invention relates to a method for controlling or reducing the overload in a packet-switched network, in particular a mobile or Wireless network where the transmission control protocol Transmission Control Protocol (TCP) as the transport layer protocol is used. An overload notification information is added to a data packet, which is a data packet lost due to a cache overflow follows. This is an effective way to increase TCP performance in wireless and mobile networks, since overload control Completely independent of retransmissions carried out can be. The proposed mechanism provides a simple Way of introducing of TCP overload prevention control strategies in wireless and Mobile networks ready. In addition, should the overload notification information at least not later are added as a threshold number of subsequent packets, thereby speeding up the overload control initiation and to accelerate loss recovery due to overload set.
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